Replicación, transcripción y traducción del ADN: resumen del dogma central

Replicación del ADN

Para que la replicación ocurra, se requieren los siguientes elementos:

• ADN original (molde).
• Helicasas (separan las hebras).
• Topoisomerasas.
• ADN-polimerasa III (requiere cebadores para el inicio de la síntesis).
• ADN-ligasa (une los fragmentos).
• Desoxirribonucleótidos trifosfato (fuente de nucleótidos y energía).
• Ribonucleótidos trifosfato (utilizados para los cebadores).

Durante el proceso, el ADN se desenrolla y se separan las hebras, rompiendo los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas por la acción de la helicasa y la topoisomerasa. En el ADN de organismos eucariotas, este desenrollamiento forma zonas abiertas denominadas horquillas de replicación, donde comienza la síntesis. La ARN polimerasa fabrica pequeños fragmentos de ARN complementarios al ADN original, conocidos como primers o cebadores de unos 10 nucleótidos. Como las polimerasas no pueden empezar la síntesis por sí solas, se añaden desoxirribonucleótidos al extremo libre 3'. Esta función la realiza la ADN-polimerasa III.

En las horquillas, una hebra se sintetiza de forma continua en sentido de la apertura, denominada hebra conductora; en sentido contrario se sintetizan los fragmentos de Okazaki, que conforman la hebra retardada. La ADN-ligasa une los fragmentos y elimina los ribonucleótidos. Mientras se realiza la síntesis, se va conformando la estructura de doble hélice.

Transcripción: Del ADN al ARN

En este proceso intervienen: el ADN original, la ARN-polimerasa (que sintetiza ARN a partir de ADN), ribonucleótidos trifosfato (para la copia), Poli-A polimerasa, ribonucleoproteína pequeña nuclear y ARN-ligasas.

1. Iniciación

La ARN polimerasa se une a una zona previa al ADN que se va a transcribir, denominada promotor. Se separan las hebras, iniciándose la copia de la secuencia transcrita mediante la adición de ribonucleótidos en sentido 5' a 3'.

2. Elongación

La ARN polimerasa continúa añadiendo nucleótidos. Cuando se han incorporado aproximadamente 30, en el extremo 5' se añade una 7-metilguanosina que forma el extremo "cap" o caperuza.

3. Terminación

Al finalizar la transcripción, se añaden al ARN unos 200 ribonucleótidos de adenina, formando la cola Poli-A. Esta acción es realizada por una enzima específica para evitar que el ARN sea degradado.

4. Maduración

Este proceso ocurre en el núcleo de las células eucariotas. Mediante la enzima ribonucleoproteína pequeña nuclear, se eliminan los intrones (secuencias no codificantes) y los exones quedan unidos por la acción de la ligasa.

Traducción y Síntesis de Proteínas

Los componentes fundamentales son: ARNm (lleva la información del núcleo al ribosoma), ARNr, ARNt (transporta aminoácidos al ribosoma en el orden correcto), ribosomas, aminoacil-ARNt sintetasa y aminoácidos.

1. Activación de aminoácidos

Cada ARNt busca su aminoácido específico según su triplete anticodón y se une a él mediante la aminoacil-ARNt sintetasa, consumiendo una molécula de ATP en el proceso.

2. Iniciación

El ARNm llega al ribosoma, uniéndose primero a la subunidad mayor y luego a la menor. El ribosoma posee los sitios peptidilo (P) y aminoacilo (A). El primer codón codifica para el aminoácido metionina. Llega al sitio P un ARNt cargado con metionina y al sitio A llega otro ARNt con el siguiente aminoácido. Una enzima los une mediante un enlace peptídico. El complejo se desplaza hacia el primer codón, quedando el dipéptido en el sitio P y el sitio A libre.

3. Elongación

Se repite el proceso de iniciación cíclicamente hasta que la secuencia de nucleótidos deja de tener sentido codificante.

4. Terminación

Cuando aparece en el sitio A un codón sin sentido o de parada, la cadena polipeptídica se desprende del ARNt y se libera al citoplasma. Los ribosomas quedan entonces preparados para iniciar una nueva traducción.